任星锋
(中船澄西船舶修造有限公司,江苏 江阴 214433)
船舶建设是一项系统性工程,其工程项目较多,而机舱管系布置作为较为重要的一项工作,需要验船师根据质量检验措施详细对船体机舱建设进行综合性校验,确保船舶稳定,降低事故的发生概率。因此工作人员应掌握好机舱管系工作的各项要点,对其加以重视,确保船舶整体的质量提升,从而全面提高船舶安全性。
船舶机舱管系布置工作作为船舶设计的一项基本工作,也极为重要,需要各部门、各领域工作人员鼎力配合,定好相关工作流程,满足船体对于稳定性的各项要求。在管系布置工作中,工作人员必须保证各项设备的可靠性,提升设备状态,工作人员还应对安全措施加以重视,应确保机舱区域不应占据过大空间,同时,机舱的布置还应对全体船员的日常操作提供便利,合理分配空间,其轴线应按照船体行驶的纵向进行布置,促进机舱的空气流通,提升管系布置的科学性[1]。
燃油系统发挥着船舶的供能作用,可向船舶主机、锅炉等提供足够的燃油,用以维持运营。燃油系统中包含燃油输送管路、燃油分油系统、日用系统及排放系统,其中燃油日用系统可为主机、锅炉等设备供给正常需要的燃油;输送管路则是负责从岸边补给站进行燃油的取用与运输;分油系统则是将燃油内的水、油、杂质等进行分离,提升燃油性能;排放系统则是将多余的废油进行排出。燃油系统的管系主要有燃油输送管系与柴油输送管系,在停泊时通过加油站为船体进行存储,通过驳运泵与柴油运输管系将燃料向澄清舱进行运输,通过分油系统管系对油进行提纯,保证燃油标准,输送进入日用系统后,可通过各设备的燃油线路供能,帮助其他设施顺利运行。
滑油系统可为主机与各设备提供运行所需的润滑,帮助主机润滑与冷却,其中包括滑油输送管系、分油管系、日用系统以及泄放系统。滑油输送管系可从甲板向主机注入滑油,将滑油向存储仓进行运输,而存储仓与澄清舱之间通过驳运泵进行输送,再通过分油管系将主机与辅机的滑油通过分油泵在澄清舱取出。经过主辅分油机工作后,通过加热器对其进行加热与提炼,将更为纯净的滑油向主机与辅机的循环舱输送,再通过泵的工作将其注入日用系统中,通过冷却与气缸后在设备内形成封闭循环,发挥润滑作用,同时将分离出来的水与油渣排入泄放系统,并沿着泄放管路排入泄放舱,最终通过排污泵向焚烧炉提供焚烧材料。
水冷却系统中分为淡水与海水的冷却工作系统,而其中淡水冷却系统又分为高温淡水冷却与低温淡水冷却,淡水冷却为封闭式系统,海水冷却为开放式系统。高温淡水冷却系统是通过冷却器、预加热器、预加热泵等对主机缸套与主机空冷器的高温闭合回路进行冷却。低温淡水冷却系统则是通过淡水冷却泵的作用,让淡水通过中央淡水冷却器去冷却各个柴油发动机、主机空冷器、滑油冷却器、空气压缩机、热井等,降低工作温度,提升船舶航行的安全性。而海水与淡水有本质区别,海水冷却系统是将船舶行驶过程中的海水进行部分收集,作为制淡系统的水源,通过海水泵在低位与高位海水箱泵出,通过中央淡水冷却器进行冷却,再将其排出弦舱外,进入制淡系统产生淡水,排入高温与低温淡水冷却系统进行工作[2]。
船舶机舱的管系布置中,为满足船体稳定性与安全性,应考虑对合成模块单元的布置,各设备在布置中应注重考虑功能性与系统性,将同类设备尽量布置到一起,最大限度合成标准的功能单元模块。例如,船舶中的滑油自清器可与滑油冷却器一同布置组成滑油滤器单元,3台低温淡水冷却泵一同布置组成冷却水泵单元,2台中央冷却器一同布置组成中冷却品单元,柴油分油机、燃油分油机、水冷加热器、供给泵等虽处于不同的管系网路中,但也应尽量贴合,组成标准的分油系统单元,这也可以确保空间的合理分配,且布置过程中还应考虑到各个设备元件之间的连接关系,预留一定的检修与拆卸空间,尤其是靠舱体内壁的部分更应确保可拆除性,例如流量计等,同时还应通过一定的平衡加固装置予以吊装,提高稳定性。
各个管系中都会铺设很多管道、设备与附件,在布置中应确保最短的连接距离,增加部件可拆除性,并尽量避免各设备、各线路之间的交叉,且布置中应与船头与船尾的纵向线形同向排布,与左右弦舱相互平行,提升船体布置的科学性。布置过程中还应严格考虑进出通道、入孔作业等空间,方便各设备的检修。同时在机舱内部的工作区,也应严格根据人体工学,提供较为适宜的操作范围与角度,保证船员正常行走、横向进出、下蹲等空间,满足船员的操作便利需求。另外,还应避开线路管道,相互留有间隙。
除各项主体管系外,还应对其他附属功能予以考虑。例如,船体排水设施应确保集水坑内的水不可自行流出,应在合理的水泵作用下根据液位信号进行控制,且应保证排水流量与实际需求相匹配。船舱的通风设备在布置中也应根据最小通风量的要求,严格对每个区域换气次数做好计算,并根据船舱温度选用适当的风机。
电力与照明设备在安装中,应在舱体内壁每隔8 m进行一处架设,可选用22 W隧道灯,满足船体照明的需求,局部还应采用工作灯进行照明补偿,同时配电箱还应具备防水、防爆等功能,且有一定的电路保护设置。
船舶机舱的管系在实践布置与安装过程中,应确保科学性与合理性,满足各项要求。为此,工作人员应设计出完善的施工流程图,并精确计算各项数据,如管口直径、管线内径等,安装过程中应按照工作空间选择应用。例如,单管安装方式中,可让船舶先下水,再通过比对设计图,将船体中的各项设备、阀门等按照图纸要求施工,而为了避免出现失误,应按照要求将所需管路在船体中运送,安装在图纸的正确位置,其安装应遵循先主后分的顺序,精细划分单体管路,这种方式效率较低,却能够保证任何错误都可以被及时修复,适合船体空间较大的船舶以及履行工期较长、精细度较高任务的船舶。
由于各个船体本身差异较大,任务需求也较多,因此应合理考量相关要求,灵活选择安装方式。例如,分段式预装便与单管安装的方式存在较大的区别。分段预装的方式可在管路安装前,结合施工图纸,将某一单元的管系网路提前安装,并将其运送到所需安装的区域直接合拢施工,连接各个分段的管系。连接过程中可通过嵌补管进行辅助施工,这种分段式预装的方式较为省力,不需要将每个管系与设计图相互比对,而是比对整体,且可以与船体的建设与其他管线安装同时进行,效率较高,也可以一定程度上降低劳动强度,同时布置方式也从原本的船体仰视安装变为落地安装,较为轻松,大多数可在船体的侧旋管路以及上方甲板施工中运用。
与分段预装的方式相比,单元组装有着很多相似之处,二者都是将一些管路提前预拼接,拼接后运送到安装位置,通过起重设备、嵌补管等结合拼接施工。分段预装是对于某一管系线路的预装,而单元组装则是通过前期的布置图纸设计,将船舶舱位整体分类,并对每一处大分类单元预拼装,拼装后再通过相关辅助设备运送,并将大分类单元内的各项管路与船体内部安装部分固定,在船体上直接将大单元的整体管路拼接与安装,这种方式可以为施工带来更大的便利性与效率,但同时由于提前预装的部分过多,在精细化方面则比单管安装略有不足,且拼装过程中如果发现预拼装单元内部有线路存在问题,会造成较大的影响。因此,这种方式应适用于结构较为简单、占用空间较大的单元进行布置[3]。
船舶机舱的管系布置中所涉及范围较广泛,且流程较多,工作量较大,因此在安装后应对其进行严格检验,提高船体的稳定性与安全性。在工作中,首先现场施工人员与检验人员应对设计图纸进行深入审核与校验,各项工作都需要将图纸作为基础依据,因此在安装前若发现图纸中存在数据或标识问题,需要及时修改,保证图纸与船体相互一致。而在船舶机舱管系布置中,施工单位还应委托验船师校验船体本身,针对建造标准与相关检验项目完整验证。
施工人员与检验人员还应对船体的整体产品证书及相关标识进行审核,并及时核对船体的各项功能,若发现资质凭证与船体实际条件不符,应立即反馈给相关部门报告情况。检验工作中还应对管线网路损坏等情况及时进行反馈与报告,做好各项检查记录,且应在施工前联系船东或相关责任人,确认合格无误后再布置施工,确保各环节一一对应。
船舶机舱管系焊接与涂层在检验中,相关人员应对船体内部钢制材料的性能予以考究,可通过钢材料冷折弯或热折弯等方式判断其性能,且应保证材料的弯曲半径达到管系外径的3倍或以上,若不达标则不应通过检验,但如果管系管路中存在布置过于密集的情况,便可将其性能要求适当放宽,达到接近3倍即可,而弯曲半径本身较小的材料,在弯头处定型,避免弯曲部位产生裂缝、断裂等问题。
船舶责任人应肩负起高度责任,对船舶机舱管线布置的相关单位所采用的各项焊接设备以及焊接施工人员进行一定的考量,对其工作状态、稳定性、资质凭证等都应核查,保证整体质量。在焊接施工结束后,还应对焊接表面进行审查,确保不存在断裂、气孔等施工缺陷,保证焊接缝的均匀平缓与焊接透彻性。而对于管内涂层,由于其直接影响管道使用寿命,因此应确保涂层的完整与均匀,且厚度合理,更应确保其施工的规范性。
船舶在行驶过程中平稳性的保证,还源于机舱布置后对于管系密封性与气密性的检验,检验人员应严格按照检验标准,注重对阀门、管系连接处、法兰平面等位置的气密性检查,特别是对于经过焊接工艺后需要修改的管系线路,应先在船上进行放样处理后再重新焊接,如果焊接件的构件体积较大,难以搬运,在经过验船师的同意后,也可在船体中直接焊接,之后对其检验时可采用液压实验检验。
管系管路的连接以及管路与其他构件设备的连接应保持一定距离,且各种管线的连接处都应有一定的固定措施,避免管路在工作中产生爆裂情况,提升管路的使用寿命与安全性。另外,有些管路连接着船舶机舱的饮用水管或供热水管,需要将不同的管路之间相互分隔,并与淡水舱相互隔离,检验后应对检验现场进行清理,对临时管口进行封堵,保证舱体管系的清洁。
船舶机舱内也存在独立管系系统,例如船舶底部的水阀箱、泵吸入管等,在检验中应保证各管系之间的连接性能,并在连接处选择性设立止回阀,而对于某些装载液体货物或固定货物的货仓,还应设立舱底水盲断装置,提升船体的稳定性,且对于船体的防撞舱,还应设立1根单独的管路与其相互连接,为后续的抽液处理提供便利,而如果船舶设立了机舱外舱底水管,则应保证其设立在管隧内部。另外,对于船体的燃油舱与滑油舱体的空气管设立,则应保证其连通甲板且在具有较高安全性的区域,严格杜绝其与高温管系线路相连接或距离过近,二者应进行一定的隔离处理,且还应在空气管的溢流管口处设立液面指示器与溢流报警装置,提高船体整体的安全性。
在船舶机舱的管系布置工作中,工作人员应严格遵循各项布置要求,对燃油系统、滑油系统等重要系统加强重视,布置中应合理布置合成模块单元、管线排列分配与相关附属工程,布置中灵活选用单管布置、分段预装与单元组装等方式,检验中应对管系焊接涂层、管系密封性与气密性以及独立管系系统进行检验,全方位确保船舶的安全性与布置的科学性。